【摘要】：HDR(High Dynamic Range)圖像具有高動態(tài)范圍和高對比度,目前一般視頻片源的動態(tài)范圍都不高,且傳統(tǒng)的顯示器只能顯示對比度動態(tài)范圍1000:1。人眼所能感受的亮度范圍約為10-3～106nit,所能感受的瞬時對比度范圍可達10000:1。HDR技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)0.01nit～1OOOnit的動態(tài)顯示范圍,使圖像暗處更暗,亮處更亮,細節(jié)更強。HDR顯示關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)字動態(tài)范圍增強技術(shù)、局部調(diào)暗技術(shù)和峰值驅(qū)動技術(shù)。由于市場上大部分圖像是SDR(Standard Dynamic Range),故本文設(shè)計了基于直方圖均衡的算法,提升SDR圖像的對比度,讓SDR圖像有接近HDR的表現(xiàn)效果。1.本文研究了多項提高對比度的技術(shù),其中重點研究了直方圖均衡技術(shù)。對直方圖均衡提升對比度但容易過度增強的原因進行分析,為了保證畫質(zhì),直方圖均衡技術(shù)需要進行限制。2.為了提高數(shù)字圖像的對比度并避免畫質(zhì)變差,本論文針對數(shù)字動態(tài)增強技術(shù)提出了一種使用兩個調(diào)制因子的直方圖均衡算法。直方圖均衡化能夠提高圖像對比度,全局直方圖均衡(GHE,Global histogram equalization)結(jié)構(gòu)簡單,但容易使圖像過度增強而丟失細節(jié),局部直方圖均衡(LHE,Local histogram equalization)雖然可以凸顯細節(jié)但是需要逐一對每個點計算映射函數(shù),為此文章提出了一種結(jié)合全局與局部直方圖均衡的算法。算法在全局僅使用一個由傳統(tǒng)全局直方圖均衡化得來的映射函數(shù),之后將圖像分成多個分區(qū),并定義分區(qū)局部限制參數(shù)和點判決因子,分別體現(xiàn)局部信息量和局部平坦度,結(jié)合這兩個局部調(diào)制因子對每個點的映射進行調(diào)制。算法使用雙線性插值,對分區(qū)局部限制參數(shù)進行平滑。為了評估算法的效果,本文使用了絕對平均亮度差和離散熵。評估結(jié)果是本算法有較好的保持平均亮度的能力且能提高數(shù)據(jù)的離散熵,可以提高對比度而避免圖像劣化。3.為了將算法實現(xiàn)在實時系統(tǒng)中,論文對算法進行了硬件化設(shè)計并移植到了FPGA(Field programmable gate array)中實現(xiàn)。實現(xiàn)結(jié)果表明,相比全局直方圖均衡,其增強效果更好,適應(yīng)性更強,相比局部直方圖均衡,使用資源更少。通過算法設(shè)計和FPGA實現(xiàn),本文成功將低動態(tài)范圍圖像快速實時地轉(zhuǎn)換為了高動態(tài)范圍圖像,使一般視頻片源也能有接近HDR片源的表現(xiàn)效果。
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圖片說明： 北京交通大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文邐引言逡逑個規(guī)格并向著這個規(guī)格進行改善，比如ＤｅＨａａｎＧ提出的直接黑白拉伸的方法逡逑Ｗ］。間接法則是充分利用未使用的動態(tài)范圍，并不特地定義一個對比度。大部分逡逑采用間接法。而間接法也好幾種方法，比如將圖像分為高頻低頻之后進行諸如濾逡逑波的操作，還有直方圖修正技術(shù)，基于變換的技術(shù)等。目前直方圖修改技術(shù)受到逡逑最多關(guān)注。逡逑圖像直方圖是一種圖像處理中的一種常用的統(tǒng)計手段，它表示了圖像各個灰逡逑度所占有的像素數(shù)量或比例。它反映了灰度的集中或分散情況，能很直觀的表現(xiàn)逡逑一幅圖的動態(tài)范圍大小。如果直方圖中出現(xiàn)了大部分像素都集中在有限幾個灰度逡逑的峰附近，表明圖像的動態(tài)范圍小，對比度低，在數(shù)學(xué)上表現(xiàn)為直方圖的標(biāo)準差逡逑小，反之，若各灰度的占有率比較平均，則表明動態(tài)范圍大，對比度高，直方圖逡逑標(biāo)準差大。但這并不代表平均的頻數(shù)分布就是好的，由于每副圖像的情況不一逡逑樣，，需要在拓寬其動態(tài)范圍的同時對其原本的特征進行有選擇的放大或抑制。逡逑
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圖片說明：a)為原圖，b)為處理后圖
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41

【參考文獻】

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本文編號：2514218